[发明专利]一种MXene-碳气凝胶/TPU复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种MXene-碳气凝胶/TPU复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，通过LiF/HCl刻蚀MAX相前驱体制备少层MXene溶液；具体步骤如下：

步骤1.1，将LiF与HCl充分混合，然后在冰浴条件下缓慢添加MAX相前驱体粉末，得到混合物；

LiF、HCl与MAX相前驱体粉末的质量比为1：20：1；

步骤1.2，将混合物在35℃的条件下搅拌24小时，获得Ti₃C₂T_x悬浮液，之后用去离子水反复离心洗涤至溶液pH为7，得到Ti₃C₂T_x沉淀物；

步骤1.3，将Ti₃C₂T_x沉淀物分散于去离子水中，超声处理15min，以促进多层MXene的分层，然后继续以3500r/min的速率离心15min，循环数次，取上清液，即可获得少层MXene溶液；

步骤2，利用少层MXene溶液和纤维素粉制备MXene-纤维素气凝胶；具体步骤如下：

步骤2.1，将NaOH、尿素和水加入少层MXene溶液中，搅拌15min使其均匀分散，得到混合液，再将混合溶液置于冰箱中进行冷藏，再加入纤维素粉，搅拌均匀；最后将溶液置于冰箱中冷冻，在室温下使其自然解冻，加入MBA，搅拌使其均匀分散；

冷藏温度为-12℃，冷藏时间为12h；冷冻温度为-26℃，冷冻时间为24h；NaOH、尿素、少层MXene溶液、纤维素粉、MBA和水的质量比为3.5：6：0.01215～0.03645：1.215：1.155：40.5；

步骤2.2，将经步骤2.1后得到的混合溶液倒入六孔细胞培养板的模具中，静置一天，得到MXene-纤维素水凝胶，再用去离子水将其洗涤至中性，在-26℃的条件下冷冻12h，最后冷冻干燥48h，得到MXene-纤维素气凝胶；

步骤3，将MXene-纤维素气凝胶放入管式炉中进行碳化，得到MXene-碳气凝胶；

步骤4，通过MXene-碳气凝胶和TPU颗粒制备MXene-碳气凝胶/TPU复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种MXene-碳气凝胶/TPU复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，碳化条件具体为：以50～100mL/s的速率通入氮气，以5℃/min的速率升温至1200℃并保温2h，冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的一种MXene-碳气凝胶/TPU复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，具体为：将TPU颗粒与N,N-二甲基甲酰胺混合，在85℃的水浴下搅拌1.5h，得到TPU溶液；再将MXene-碳气凝胶浸泡在TPU溶液中，置于60℃的烘箱中烘干，得到MXene-碳气凝胶/TPU复合材料。

4.根据权利要求3所述的一种MXene-碳气凝胶/TPU复合材料的制备方法，其特征在于，所述TPU颗粒与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1：9。